Practica 3 Oxidación-Reducción

PRÁCTICA No. 3 Oxidación-reducción

Objetivo: El alumno conocerá un proceso de oxidación-reducción.

Teoría: Oxidación Reducción (REDOX) Cuando se produce la oxidación de un ion o de un átomo, un átomo, el  el elemento en cuestión pierde una cierta cantidad de electrones. Considerado un sistema, la oxidación implica que uno de los elementos se desprenda de electrones y que otro los asimile. De este modo, lo que se produce es una transferencia de electrones. El elemento que concede los electrones los electrones se conoce como agente reductor y es el que se oxida. El agente oxidante, en cambio, se queda con los electrones que el reductor libera. Mientras que el estado de oxidación del primero se incrementa, el estado de oxidación del segundo segund o se reduce. No menos importante es establecer que existen dos tipos de oxidación fundamentalmente: • Oxidación lenta, que es la que se produce por causa del agua o del aire y que supone que los metales pierdan su brillo al tiempo que provocan su corrosión. • Oxidación rápida, que es la que tiene lugar cuando ha hecho acto de presencia la combustión, desprendiendo importantes niveles de calor. Suele producirse, de modo fundamental, en lo que son elementos que cuentan con hidrógeno o carbono. Cabe destacar que los elementos químicos cuentan con un número de oxidación. Todos los elementos disponen de una carga aparente dentro de los l os compuestos, que tiende a obedecer obede cer la regla del d el octeto (una tendencia que indica cómo suelen su elen comportarse los iones). De acuerdo a esta regla, los átomos suelen contar con 8 electrones en el nivel energético más externo. Si un átomo X requiere de 5 electrones para cumplir la regla del octeto, su número de oxidación será 5-. En cambio, si un átomo Y cuenta con los 5 electrones que se deben aportar para lograr que el átomo X respete la mencionada ley, el número de oxidación de éste será 5+. Hay que decir que la reacción totalmente opuesta a la oxidación es la reducción. Y se define por ser aquella en la que la especie química en cuestión se encarga de acepta electrones.

No podemos pasar por alto el concepto de estado de oxidación. Este término se emplea para referirse al indicador que viene a establecer el grado de oxidación que tiene un átomo que se encuentra formando parte de una sustancia química o de un compuesto determinado. Agente reductor y oxidante Un agente oxido o comburente es un compuesto un compuesto químico que oxida a otra sustancia en reacciones en reacciones electroquímicas  electroquímicas o de reducción-oxidación. de  reducción-oxidación. En estas reacciones, el compuesto oxidante se reduce. Básicamente: El oxidante se reduce, gana electrones. gana electrones. 





El reductor se oxida, pierde electrones. Todos los componentes de la reacción tienen un estado un estado de oxidación. En estas reacciones se da un intercambio de electrones .

Balanceo oxido reducción o redox Premisas 1. Cualquier elemento sin 2. 3. 4. 5. 6.

combinar presenta un numero de

oxidación de 0 Al0 Cl20 El número de oxidación del hidrogeno en la mayoría de los compuestos e +1 excepto en peróxidos que es -1 ejemplo: K1 H-1 En la mayoría de los compuestos el oxígeno presenta un numero de oxidación de -2 excepto en los peróxidos H2 O-2  H21 O2-1 Compuestos binarios y terciarios entre metales y no metales tienen un numero de oxidación positivo e igual al número de del grupo al que pertenecen. En todo compuesto la suma algébrica de los números de oxidación es siempre cero. H2+1 SO-24  H2+ S6 O-6 2+6-8=0 Para un ion la suma de los l os números de oxidación es igual a la carga de ese ion. S6 O-24 6-8=-2……... 6-8=-2……... (SO4)-2

Pasos 1. Escribir la reacción química. 2. De terminar el número de oxidación de cada elemento 3. Determinar qué elementos presentan cambio en el número de oxidación. 4. Escribir las semi-reacciones para determinar que elemento se oxida y que elemento se reduce. 5. Igualar el número de electrones ganados y cedidos

6. Se suman las semirreacciones 7. Se ajusta la ecuación con coeficientes obtenidos y los que resulyen necesarios. 8. Determinar agente oxidante y reductor.

Tipos de reacciones redox. Existen cuatro tipos comunes de reacciones redox: las reacciones de combinación, reacciones de descomposición reacciones de desplazamiento y reacciones de desproporción.

Reacciones de combinación: Una reacción de combinación puede representarse como si cualquiera de los reactivos A o B es un elemento, la reacción es de tipo redox por naturaleza. Las reacciones de combinación son aquellas en las que dos o más sustancias se combinan para formar un solo producto.

Reacciones de descomposición: Las reacciones de descomposición son lo opuesto a las reacciones de combinación, concretamente una reacción de descomposición es la ruptura de un compuesto en dos o más compuestos.

Reacciones de desplazamiento: En una reacción de desplazamiento un ion (o átomo) de un compuesto se reemplaza por un ion (o átomo) de otro elemento. La mayoría de las reacciones de desplazamientos se agrupan en tres categorías: desplazamiento de hidrogeno, desplazamiento de metal y desplazamiento de halógeno. 1-Desplazamiento de hidrogeno: Todos los metales alcalinos y algunos metales alcalinotérreos que son los mas reactivos de los elementos metálicos desplazaran al hidrogeno del agua fría. 2- Desplazamiento de metal: Un metal de un compuesto también puede ser desplazado por otro metal en forma libre. 3- Desplazamiento de halógeno: el comportamiento de los halógenos en las reacciones de desplazamiento de halógenos se puede resumir de la siguiente manera. F2 > Cl2 > Br 2 > I 2. La fuerza de estos elementos como agentes oxidantes disminuye conforme se avanza del flúor al yodo, así el flúor molecular puede remplazar a los iones bromuro cloruro y yoduro.

Reacción de desproporción La reacción de desproporción (o de dismutación) es un tipo especial de reacción desproporción redox. En una reacción de desproporción un

mismo elemento en un estado de oxidación se oxida y se reduce al mismo m ismo tiempo. En una reacción de desproporción un reactivo siempre contiene un elemento que puede tener por lo menos tres estados de oxidación. El elemento mismo está en un estado de oxidación intermedio, es decir pueden existir estados de oxidación superior e inferior para el mismo elemento. Esta reacción describe la formación de los agentes blanqueadores caseros. El ion hipoclorato (CIO -) es el que oxida las sustancias coloridas en las manchas convirtiéndolas en compuestos incoloros. Era importante mencionar todo lo anterior, ya que durante la práctica se observará una reacción de oxidación-reducción por lo tanto es necesario saber que es una reacción redox, así como es necesario saber cómo asignar los números de oxidación ya que el uso de estos es necesario para observar que elementos se oxidan y cuales se reducen en una reacción.

Material

Reactivos

2 vasos de precipitados de 100cm3  peso 1 Embudo 1 triangulo de porcelana Papel filtro 2 Probetas de 100ml 1 Pipeta graduada 2 Espátulas 1 Anillo de fierro

NaHCO3 solución al 25% de H2SO4 solución al 5% volumen Cu en polvo Zn en polvo HNO3 concentrado

Procedimiento: 1- Se colocan de 0.1 a 0.2 gramos de cobre en un vaso de precipitados de 10Cm3  de ácido nítrico. Realizar esta operación en la campana de extracción.

2-Agregar 25cm3  de solución de bicarbonato de sodio al 25% en peso hasta la formación de un precipitado de color azul.

3- Se procede a filtrar la solución anterior, conservando el precipitado y desechando la solución.

e

4- Al precipitado se le agregan 20cm3 de solución de ácido sulfúrico al 5% en volumen, hasta que reaccione y se recibe n un vaso de 100cm3.

5- A la solución obtenida se le agregan de 0.1 a 0.2 gramos de Zinc en polvo y se agita continuamente hasta la formación de un precipitado de color rojo ladrillo o café.

Reacciones: a) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O b) Cu(NO3)2 + NaHCO3 → CuCO3 + CO2 + NaNO3 +H2O c) CuCO2 + H2SO4 → CuSO4 + CO2 + H2O d) CuSO4 + Zn → Cu + ZnSO4

Cuestionario 1- Balancear por el método redox la reacción del inciso a. Cu0 + H1N5O32- → Cu2+(N5O2-3)2 + N2+O2- H1+2O2Cu0 →Cu+2 + 2e- se oxido Agente reductor N5+ - 3e- → N2+ se redujo, agente oxidante. Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO + 2H2O 2- Balancear la reacción del inciso b Cu(NO3)2 + 2NaHCO3 → CuCO3 + CO2 + 2NaNO3 +H2O 3- De las reacciones a y d, indicar los elementos que se oxidan y los que se reducen Respuesta: En la reacción a el cobre se oxido mientras que el nitrógeno se redujo. Y en la reacción del zinc se redujo, reduj o, ya que paso de Zn0 a Zn2 y el cobre se redujo, ya que paso de Cu2+ a Cu0 4- Indicar los agentes oxidantes y reductores de las reacciones a y d. Respuesta: en la reacción a el cobre es el agente reductor, mientras que el nitrógeno es el agente oxidante. Y en la reacción d, el agente reductor es el zinc mientras que el cobre se convierte en el agente oxidante. 5- ¿A qué sustancia corresponde el precipitado de color rojo o café obtenido en el punto 5? Respuesta: El precipitado de color rojizo que se formó corresponde al

cobre.

Observaciones: Es necesario ser cuidadosos durante el desarrollo d esarrollo de esta práctica, ya que en la primera reacción se desprende un gas que puede ser dañino a la salud, es por eso que se debe colocar en la campana de extracción y dejarlo ahí hasta que el gas se desprenda por completo. También se debe ser paciente al momento de filtrar la solución, ya que esto puede tardar algunos minutos y se debe recordar que lo que nos importa conservar es el precipitado que se queda en el embudo. Otro punto importante es que al momento de que qu e hemos obtenido el precipitado de color azul y agregamos el ácido sulfúrico es necesario disolver todo el precipitado para poder observar la reacción correctamente.

Conclusiones García Díaz Edgar Alberto Considero importantes las reacciones de oxido reducción porque necesitamos de ellas para obtener energía en nues tro organismo a través de la respiración ya que el oxígeno es el agente reductor de varios de los componentes en nuestro organismo para obtener energía. Las reacciones de redox se utilizan en la industria por ejemplo en la generación de energía eléctrica y algunas de las reacciones cotidianas en la vida como la respiración, fotosíntesis, y la combustión, ya que sin ellas nuestra vida no sería igual por lo cual también resulta interesante estudiar cómo funcionan este tipo de reacciones que observamos en nuestro diario vivir.

Gonzalez Conde David Se puede decir que el elemento que se oxida induce la reducción y la que se reduce induce la oxidación, por lo tanto, se llama agente oxidante a todo elemento químico que acepta electrones en el transcurso transcur so de una reacción provocando así, en otra, una oxidación; se llama agente reductor a todo elemento químico que cede electrones en el transcurso de una reacción química provocando así, en otra, una reducción.

Smeke López Eduardo Emiliano Con el desarrollo de esta práctica fue posible observar como mediante las reacciones de óxido reducción es posible volver a obtener un reactivo que se usó al principio de una serie de reacciones, como en este caso se usó el cobre como reactivo de una reacción redox combinándose así con otros elementos, se aplicaron otras dos reacciones químicas y finalmente mediante otra reacción de oxidación-reducción se pudo

obtener nuevamente el cobre. Esto es un ejemplo de lo que se mencionaba en el marco teórico, gracias a las reacciones redox es posible obtener un elemento específico de un compuesto químico.

Diaz Reyes Jesus Para finalizar el trabajo con todos lo temas abordados hemos logrado comprender que las reacciones de oxido-reducción son importantes para todos nosotros y las vemos en cualquier parte ya sea en la pila de nuestro reproductor de música o en los alambres de cobre de nuestras instalaciones o incluso un corazón artificial para alguien que lo necesite. Aunque las reacciones de óxido-reducción o Redox son básicamente “Reacciones redox son una serie de reacciones de sustancias en las cuales la transferencia de electrones tiene lugar. La sustancia que gana electrones es llamada agente oxidante”. Pero poder juntar las sustancias correctas y en las cantidades, requiere gran precisión y dedicación Estas reacciones han sido un gran avance y de gran importancia para nosotros si no fuera por esto muchas cosas no serían logradas entre el marcapasos y el corazón artificial también tenemos las pilas que son una fuente importante de energía para nosotros. Aunque también tienen un efecto en algunos metales haciendo que se deterioren que es lo que nosotros llamamos oxidación y que es una base importante para resolver problemas de cómo evitar este efecto. El Redox también se aplica en la minería para lograr la mayor cantidad de material posible y poder aprovechar al máximo de los productos como por ejemplo en la minería del cobre. En resumen podemos decir que el Redox aunque nosotros no lo veamos directamente, convivimos diariamente con los resultados del Redox (cables, objetos de cobre o hierro) o también con el mismo Redox (pilas).

Bibliografía Jose m. trejo ,enero (2013,Principios de Química 2 ) Química séptima edición Raymond Chang y Williams collage Editorial Mc Graw Hill 1004 paginas, paginas consultadas 116-127